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3D是怎样练成的——谈3D效果的实现


 

当下,3D显示产品琳琅满目,虽然都是3D显示产品,外观上看不出很大区别,但技术原理不同,造就了不同内核的3D。目前3D显示技术可以分为眼镜式和裸眼式两大类,而对于应用*广泛的眼镜式3D技术目前*流行的有主动式快门技术和偏光式眼镜技术两种,因此笔者在这向大家简单介绍一下这两种3D效果实现方式的原理。

 

 主动快门式3D技术    

       主动快门式3D技术,英文为ActiveShutter3D,又叫时分法遮光技术或液晶分时技术,它主要是靠液晶眼镜来实现的,它的眼镜片实质上是可以分别控制开/关的两片液晶屏,眼睛中的液晶层有黑和白两种状态,平常显示为白色即透明状态,通电之后就会变黑色。通过一种讯号发射装置,让3D眼镜进行高速开关,并与屏幕之间实现**同步,从而形成左右眼不同的图像,形成3D感官效果。

       主动快门式3D技术根据人眼对影像频率的捕捉敏感度来实现的,通过提高画面的刷新率(至少120Hz),为左眼和右眼分别输出60Hz快速刷新的图像,这样会在人的大脑实现立体的视觉感受。显示屏幕上会交替进行左右眼画面的播放,在播放左画面时,左眼镜打开,右眼镜关闭,观众左眼看到需要让左眼看见的画面,右眼什么都看不到。在播放右眼画面是,右眼看右画面,左眼看不到画面,就这样让左右眼分别看到左右各自的画面,从而实现3D立体效果。这个过程交替至少达到120/每秒,人眼才能欣赏到连贯而不闪烁的3D画面,所以主动式3D显示技术要求屏幕的刷新率至少达到120Hz

      这种3D技术在电视和投影机上面应用得*为广泛,资源相对较多,而且图像效果出色,受到很多厂商推崇和采用,不过其匹配的3D眼镜价格较高。目前,包括三星、松下、创维等品牌推出的3D电视,都是采用主动快门式3D技术。

 

偏光式3D技术 

       偏光式3D技术原理

       偏光式3D技术,也叫偏振式3D技术,英文为Polarization3D,利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的,通过在显示屏幕上加放偏光板对偏振光进行梳理,结合偏振眼镜可以向观看者输送两幅偏振方向不同(垂直和水平)的两幅画面,当画面经过偏振眼睛时,由于偏光式眼睛的每只镜片只能接受一个偏振方向的画面,这样人的左右眼就能接收两组画面,再经过大脑合成立体影像。

       光其实就是由互相垂直的电场和磁场形成的一种电磁波,自然光是很多电磁波的混合物,它在各个方向的振动是均匀的。当它以特定的角度(布儒斯特角)经过非金属表面后反射形成的眩光是偏振光。偏离了这个角度,就会有部分非偏振光混杂在偏振光里。部分偏振光是有程度的,偏离的角度越大,偏振光的成分越少,*终成为非偏振光。有了偏振光,有时会给我们照相带来不利,玻璃表面的反射光,使我们拍摄不到玻璃橱窗里面的东西,水面的反射光使我们拍摄不到水中的鱼。但利用偏振光的这种特性正好满足立体电影的需求——让左右眼看到完全不同的画面。通过给电视面板前面加装偏光片,让显示设备发出互相垂直的完全偏振光波,然后观众通过特定的偏光眼镜,就能让左右眼看到各自不同的画面而互不干涉。

两种技术优缺点对比

       主动快门式3D技术有残影少、3D效果突出的优点,而且该技术实现起来比较容易,屏幕成本较低,不论是电视、电脑屏幕还是投影机,只要更新频率能达到要求,就能导入这个技术,因此现在市面上大部份即将上市的3D产品基本上都采用这个技术。另外,主动快门式3D技术能够保持画面的原始分辨率,很轻松地让用户享受到真正的全高清3D效果,而且画面亮度不会降低很多,这一点在PDP上体现尤为明显。但该技术也有其缺点,首先就是主动式快门眼镜受到液晶层的限制,镜片面积也不能做得太大,对部份的人来说,特别是有戴眼镜的朋友会很容易看到四周粗粗的黑框。其次,由于主动快门式3D眼镜一直处于高速的开闭状态,长时间观看很容易造**眼的疲劳,当然不同的帧变化间断时间和人的个体差异不同,眼镜的疲劳程度和大脑的劳累速度也是不同的。

       *后就是观看角度问题,由于液晶电视面板和3D眼镜都是采用液晶分子材质,因为偏转角透光的特性,佩戴3D眼镜观看3D影像时只能水平观看,不能倾斜,否则就欣赏不到3D效果,甚至会因为液晶屏幕和3D眼镜液晶分子偏转角透光冲突造成全黑现象。当然主动快门式3D技术也有在等离子电视上的应用,而由于等离子电视采用屏幕主动发光的原理,则不会出现观看角度的问题。 偏光式3D技术的色彩损失是*小的,色彩显示更为准确,更接近其原始值。鉴于眼镜的透镜本身几乎没有任何颜色,对用于偏振光系统的节目内容进行色彩纠正也更为容易。尤其是肤色,在一个偏振光系统中,看上去更为真实可信。

       此外,偏光式3D技术还有眼镜成本低、佩戴舒适、无大小限制等优点。偏光式3D眼镜只是在普通眼镜的表层镀上偏光层,成本非常低廉,而且镜片可大可小,眼镜轻便佩戴舒适,原来戴眼镜的朋友也可以使用,眼镜边缘色彩均匀,不会因为镜片太小看到眼镜的黑框。

       偏光式3D技术的缺点在于,首先是分辨率减半、亮度损失。因偏光原理,这种技术会使画面分辨率减半,很难实现真正的全高清分辨率3D影像,这点成为偏光式技术的致命伤,同时画面亮度因偏振光原理受到损失,所以偏光式3D技术对显示设备的要求较高。

 

在实际使用中的对比

       主动快门式3D与偏光式3D电视在实际使用过程中,对于用户来说主要可以体验到的区别主要可以从3D眼镜、画面闪烁、可视角度、串扰、3D观感等方面来区别。

 

       3D眼镜对比

       主动快门式3D眼镜由于采用了左右镜片交替关闭的技术,必须配备相应的电池以及可控元件,所以在重量上要比偏光3D眼镜重不少,*近不少厂商也对主动快门3D眼镜做了进一步技术优化,但总体来说并不如偏光3D眼镜轻便;同时主动快门式3D眼镜成本较之偏光3D眼镜成本高,市场价格也就高出许多;而偏光式3D眼镜只需一层偏光膜就可实现,所以市场价格低廉同时重量轻便。

       画面闪烁

       快门式3D眼镜由于自身的工作原理,在观看时容易因为环境的不同而出现不同的闪烁现象,而偏光式3D眼镜不存在眼镜一开一合的工作状态,所以并不会出现闪烁现象,所以也被称为不闪式3D

 

       可视角度

       可视角度方面来说,主动快门式3D液晶电视由于液晶的显示原理,在实现3D之后,在观看角度变化时,会受到较大影响,从之前的许多评测过程我们也能发现主动快门3D液晶电视必须保持与屏幕正对水平观看;而主动快门式3D等离子电视由于是自发光,所以可以实现全角度的观看,而快门式3D电视则由于偏光涂层的原理,所以离开屏幕正对范围观看效果也会受到很大影响。

 

       画面串扰

       在画面串扰方面,主动快门式3D电视依然是分为液晶电视和等离子电视分别不同,液晶电视由于采用背光原理,所以收到环境光影响较大,也有索尼等厂家专门提供了防屏闪技术,但是只是减少了屏幕闪烁,并不能真正消除屏闪串扰现象,而主动快门式3D等离子电视由于自发光,所以受到环境光影响不大,但是由于主动快门式3D的成像原理,在电视与3D眼睛的匹配过程中受到影响,串扰现象依然会出现,而偏光式3D则不会出现串扰现象。

 

        画面观感

        在3D观感方面,由于偏光3D不可避免的造成了分辨率的损失,所以在画面清晰度以及各种画面表现上,主动快门式3D要明显优于偏光3D;而在3D画面表现上,主动快门式3D电视的3D画面表现程度也是远远优于偏光式3D电视的;不过由于主动快门3D眼镜同一时间点内只有一侧眼镜开启所以也就造成了亮度的损失,所以偏光3D在亮度上表现要优于主动快门式3D电视。

 

总结

       从以信对比中我们应该对市面上所存在的主要3D产品类型有了一定的了解,而今3D显示市场,这两种技术在一定时期内也将成为主力,无论是快门式3D还是偏光式3D,都有不少的厂家以及拥趸支持,主动快门式3D主要优势在于画面观感要优良,而偏光式3D的主要优势在于价格较低。因此,在笔者看来,无论是偏光3D还是主动快门3D产品,不同的厂家产品也是不同的,不能一概而论,选择自己观看舒适的才是*重要的。

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